基于故障矩陣的配電網故障定位研究與實現

李波

摘 要：配電網絡在礦井下的變電所饋出線路多，并且線路延伸很長，礦井下形成了復雜的供配電網絡系統，配電網絡出現接地或短路故障后，故障點的查找與定位十分困難。只有依靠人工逐條線路查找有明顯的短路或接地故障點，才能切除故障線路確定準確的故障痕跡，不影響正常安全生產，給礦井迅速恢復供電帶來了極大的困擾。為此，通過研究配電網拓撲結構，建立數學模型，提出基于此模型的故障矩陣定位算法，加快故障點的精確定位，提高檢修效率，保證安全生產。

關鍵詞：配電網；拓撲結構；故障矩陣；定位算法

引言

配電網絡作為礦井的主要供電動力，自動化技術的應用推動了礦井的現代化水平的提高，配電網絡的安全穩定運行對礦井的經濟效益、人身安全起著十分重要的作用。像煤礦等企業直接與地底下惡劣環境打交道，各種機電設備長期處于陰暗潮濕多水的環境中，甚至一些設備還處于高濃度瓦斯和粉塵的危險環境，所有這些工作環境的特殊性和危險性，對礦產企業配電網絡安全可靠性來說都是嚴峻的考驗。

目前，我國礦山企業配電網故障定位主要依賴人工逐條線路巡查，當出現接故障后，只有通過人工查找才能確定故障線路，恢復剩余線路供電，這種方法只能讓我們處于被動的等待，倘若故障點定位出現誤差，再重新供電，就有可能加大配電網故障的范圍，甚至造成整個配電網絡的癱瘓，造成嚴重后果。人工巡查的方法耗時、費力，延長了停電時間，供電可靠性大大降低。因此通過對礦井配電網絡拓撲結構和模型的分析，描述配電網絡區域描述，研究一套符合礦山企業的故障定位算法十分必要和迫切。保證供電系統的穩定性和可靠性，降低由于故障原因所造成的經濟損失。

1 礦井配電網拓撲結構簡述

用節點和支路抽象的描述出礦井配電網絡，通過此描述來突出配電網中各元件的相關聯性，節點定義后支路也自然而然隨之確定，基本步驟如下：繪制電器元件清單、編號支路首端和末端節點、繪制支路信息表，前面是對某一個系統支路的基本分析，最后對整個配電網系統分析從而得到節點導納矩陣。整個系統網絡分析過程先對整個網絡分析確立各個節點，然后從電源端為起點逐步對整個網絡的節點進行編號。

2 煤礦井下配電網絡區域描述

對整個配電網絡各區段進行統一編號，從而得出整個網絡的區域描述：